SU1052899A1

SU1052899A1 - Method of measuring vacuum

Info

Publication number: SU1052899A1
Application number: SU823505573A
Authority: SU
Inventors: Юлий Иннокентьевич Асалханов; Игорь Трофимович Пронькинов
Original assignee: Восточно-Сибирский технологический институт
Priority date: 1982-10-28
Filing date: 1982-10-28
Publication date: 1983-11-07

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВАКУУМА путем измерени изменени сопротивлени полупроводникового датчики, вызванного адсорбцией на поверхности его чувствительного элемента, отличающийс тем, что, с целью повышени чувствительности , в процессе измерени на поверхность чувствительного элемента полупроводникового датчика направл ют пучок медленных электронов, и по величине полного тока в цепи чувстувительного элемента суд т о величине из мер емого вакуума. (Л ел ts: СХ) (;с соMETHOD OF MEASURING A VACUUM by measuring the change in resistance of a semiconductor sensor caused by adsorption on the surface of its sensitive element, characterized in that, in order to increase the sensitivity, a beam of slow electrons is directed to the surface of the sensitive element of the semiconductor sensor and the total current in the circuit of the sensing element judge the magnitude of the measured vacuum. (L ate ts: CX) (; с с со

Description

Изобретение относится к физической электронике и предназначено для измерения давления газа в вакуумных системах.The invention relates to physical electronics and is intended for measuring gas pressure in vacuum systems.

Известен способ измерения давления газа в вакуумных системах, основанный 5 на-, явлении ионизации газа потоком электронов, имитированных катодом с последующей регистрацией величины ионного тока [1J .A known method of measuring gas pressure in vacuum systems, based on the 5th phenomenon of gas ionization by a stream of electrons imitated by a cathode with subsequent registration of the ion current [1J.

Недостатком известного способа яв-- Ю ляется ограничение нижнего предела измеряемых давлений.The disadvantage of this method is the limitation of the lower limit of the measured pressures.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, основанный на адсорбции газа на поверхности чувствительного Л элемента датчика давления [2] .Closest to the proposed one is a method based on gas adsorption on the surface of a sensitive L element of a pressure sensor [2].

'Недостаток' такого способа заключается в низкой чувствительности к матым давлениям.A 'drawback' of this method is its low sensitivity to dull pressures.

Нель изобретения - повышение чувст- 20 вительности.There is no invention - an increase in sensitivity.

Поставленная цель, достигается тем, что согласно способу, · заключающемуся в измерении сопротивления полупроводникового датчика, вызванного адсорб- 25 цией газа на поверхности его чувствительного элемента, в процессе измерения на чувствительный элемент датчика направляют пучок медленных электронов и по величине полного тока в цепи чувстви- 30 тельного элемента судят о величине измеряемого вакуума.This goal is achieved by the fact that according to the method, · which consists in measuring the resistance of a semiconductor sensor caused by adsorption of gas on the surface of its sensitive element, a beam of slow electrons is sent to the sensitive element of the sensor during the measurement and the total current in the sensor circuit is 30 solid elements judge the size of the measured vacuum.

. Полный ток электронов, прошедших 'в тело, определяется особенностями отраженного, который складывается из упруг· _J5го и неупруго отраженных электронов. В полупроводниках неупругое рассеивание приводит к возбуждению переходов на уровне локальных центров прилипания, что приводит к их перезарядке и изменяло ет характер упругого рассеивания, что иэ-меняет особенности в поведении упругой компоненты отраженного тока и тем самым влияет на величину медленных электронов, ί проходящих в полупроводник. Адсорбция га-₄₅за на поверхности полупроводников изменя ет систему энергетических уровней приповерхностной области и тем самым резко изменяет условия прохождения медленных электронов в полупроводник. Таким образом, вследствие того, что количество медленных электронов постоянной энергии и неизменной плотности, падающих из вакуума и проходящих в полупроводник, зависит не только от энергетической структуры поверхности, но и от давления окружающего его газа, то величина полного тока может служить мерой давления газа в вакууме. Поскольку процесс взаимодействия медленных электронов носит безынерционный характер, а величина полного тока имеет определенную величину, то можно измерять низкие давления без применения усилителей постоянного тока.. Full electron current is passed 'in the body determined by the peculiarities of the reflected, which is composed of resilient · _J5 first and inelastically scattered electrons. In semiconductors, inelastic scattering leads to the excitation of transitions at the level of local centers of adhesion, which leads to their charge exchange and changes the nature of elastic scattering, which changes the features in the behavior of the elastic component of the reflected current and thereby affects the magnitude of the slow electrons passing through the semiconductor . ₄₅ for gas-adsorption on the surface of semiconductors is change of energy levels of the system the surface region and thereby drastically changes the conditions for the passage of slow electrons in the semiconductor. Thus, due to the fact that the number of slow electrons of constant energy and constant density incident from a vacuum and passing into a semiconductor depends not only on the energy structure of the surface, but also on the pressure of the gas surrounding it, the total current can serve as a measure of the gas pressure in vacuum. Since the process of interaction of slow electrons is inertialess, and the total current has a certain value, it is possible to measure low pressures without the use of direct current amplifiers.

На чертеже изображен один из вариантов устройства для осуществления способа.The drawing shows one embodiment of a device for implementing the method.

Устройство содержит катод 1,. фокусирующий цилиндр 2, анод 3 и коллектор 4. Параллельно плоскости коллектора 4 размещен монокристал полупроводника 5 < (III) с окисной пленкой.The device contains a cathode 1 ,. focusing cylinder 2, anode 3, and collector 4. Parallel to the plane of collector 4, a single crystal of semiconductor 5 <(III) with an oxide film is placed.

Способ измерения давления вакуума осуществляют следующим образом.The method of measuring vacuum pressure is as follows.

Электронный луч, эмитированный катодом 1 и сформированный электрическими полями цилиндра 2, анода 3 и коллектора 4, направляют на поверхность полупроводника 5. /Часть электронов проходит в полупроводник, а часть отражается и захватывается коллектором 4. Ток, проходящий в дени полупроводника, регистрируют, и по его величине определяют давление окружающего газа. При этом суммарный ток полупроводника и коллектора при любом давлении газа остается постоянным.An electron beam emitted by the cathode 1 and formed by the electric fields of the cylinder 2, the anode 3 and the collector 4 is directed to the surface of the semiconductor 5. / Some of the electrons pass into the semiconductor, and some are reflected and captured by the collector 4. The current passing through the semiconductor denies is recorded, and its value determines the pressure of the surrounding gas. In this case, the total current of the semiconductor and collector at any gas pressure remains constant.

Использование изобретения позволит повысить чувствительность устройства, что исключает необходимость использования усилителя постоянного тока,Using the invention will increase the sensitivity of the device, which eliminates the need for a DC amplifier,

Claims

METHOD OF VACUUM MEASUREMENT by measuring a change in the resistance of a semiconductor sensor caused by adsorption on the surface of its sensitive element, characterized in that, in order to increase the sensitivity, a beam of slow electrons is directed to the surface of the sensitive element of the semiconductor sensor, and by the magnitude of the total current in the sensitive circuit element judge the size of the measured vacuum.

Сле 00 ς © с ©